玩透Linux信號機制
1.信號處理函數
如果我們想捕捉進程的這兩個信號：SIGCHLD、SIGCONT，用到函數sigaction
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Linux內核提供了多少種信號呢？shell終端運行shell -l即可看到，64種。我們代碼中捕捉的兩個信號，分別是17號、18號信號，這兩個數字記一下，等下查看內核數據能看到
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先在內核中找到我們注冊的信號處理函數，再說底層實現原理。這個你得自己寫內核驅動程序，市面上沒有任何工具可以讓你看
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找到了。再確定一下我們通過函數sigaction注冊的信號處理函數地址是不是這兩個，一毛一樣
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接下來說說Linux內核是如何存儲我們注冊的信號處理函數
struct task_struct {
struct sighand_struct *sighand;
……
}
struct sighand_struct {
spinlock_t siglock;
refcount_t count;
wait_queue_head_t signalfd_wqh;
struct k_sigaction action[_NSIG];
};
struct k_sigaction {
struct sigaction sa;
#ifdef __ARCH_HAS_KA_RESTORER
__sigrestore_t ka_restorer;
#endif
};
struct sigaction {
#ifndef __ARCH_HAS_IRIX_SIGACTION
__sighandler_t sa_handler;
unsigned long sa_flags;
#else
unsigned int sa_flags;
__sighandler_t sa_handler;
#endif
#ifdef __ARCH_HAS_SA_RESTORER
__sigrestore_t sa_restorer;
#endif
sigset_t sa_mask; /* mask last for extensibility */
};Linux內核中，每個進程對應一個task_struct實例，里面有個屬性sighand就是用來存儲你使用函數sigaction注冊的信號處理函數，具體存儲在sighand_struct的action數組中，數組的索引就是信號的編號：1-64，數組的值是k_sigaction實例，真正存放信號處理函數的地方是sigaction.sa_handler
所以如果你想查看Linux內核中，某個進程注冊的所有信號處理函數，代碼這樣寫即可
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至此，我們寫代碼注冊的信號處理函數，在內核中如何存儲的，就徹底搞明白了。那內核是何時、怎么調用這個函數的呢？接著走……
2.kill-18
比如我們通過kill -18向進程18226發送信號，中間發生了什么？我就不貼源碼了，直接單步調試內核，貼調用棧吧
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這里看到的只是內核態的調用棧，用戶態的，kill命令底層調用的就是glibc庫中的kill函數，而kill函數則是通過syscall+kill的內核調用號，進入內核，調用相關函數
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關于用戶態切內核態，CPU提供了四個門、兩個快速調用，以前的實現方式是0x80中斷門，現在都是走syscall快速調用。如果你非科班，或者沒學過操作系統，應該沒聽過這個，或者對這個沒概念。建議非科班出身的小伙伴，一定要把操作系統補一下
那這個信號在內核中是如何存儲的呢？核心邏輯在send_signal中，我就不貼代碼了，直接說它做了什么吧
struct task_struct {
struct signal_struct *signal;
sigset_t blocked;
……
}
struct signal_struct {
/* shared signal handling: */
struct sigpending shared_pending;
……
}
struct sigpending {
struct list_head list;
sigset_t signal;
};
struct sigqueue {
struct list_head list;
int flags;
kernel_siginfo_t info;
struct user_struct *user;
};進入內核的時候，信號會被包裝成kernel_siginfo
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真正與進程關聯起來的步驟是，將kernel_siginfo再包裝成sigqueue，然后將sigqueue實例掛到sigpending中，進程結構體task_struct中有個屬性shared_pending就是鏈表頭，有點抽象，看圖
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順便說一下，Linux內核中的64種信號分成兩個陣營：可靠信號與不可靠信號，可靠信號又叫實時信號，不可靠信號又叫非實時信號
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實時與非實時，表達的不是立刻去做的意思，是指信號不會丟失。這名字起的真讓人容易產生誤解。Linux內核中的很多函數名也是，比如get_signal，它里面做了很多重要的事情，我看代碼的時候以為就是去信息相關信息
嗯，差不多就這些。至此，信號在內核中是如何存儲的就清晰了。那進程何時處理信號，Linux內核是如何設計的呢？
3.信號處理
如果這塊由你來設計，你會怎么做？不知道？好吧……
Linux內核是如何設計的呢？它的設計是在進程由內核態返回用戶態的路徑上實現的。為什么要這么做呢？
因為要兼容運行用戶態注冊的信號處理函數，這個節點是最優選擇。反正都要進入用戶態執行，在這之前，順便把信號處理函數執行了。這里要怎么實現呢？改線程棧結構，你如果學了我講的匯編，你就知道要怎么改了。
同樣，不貼代碼了，直接單步調試Linux內核看吧！
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函數do_signal就是信號處理的核心函數
接下來詳細分析代碼層面實現，如果你不會匯編，你可能就看不懂了
4.執行信號處理函數
什么時候CPU會由用戶態進入內核態呢？發生中斷、異常，還有比較常見的：系統調用。比如write函數
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當CPU執行syscall指令，CPU就進入Linux內核中了，這時候用戶態的棧比如是這樣（我就畫關鍵信息了哦）
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如果有信號需要處理的時候，這時候用戶又設置了信號處理函數，那內核在回用戶態前會把棧改成這樣
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會把rcx設置為信號處理函數的地址，syscall進入內核，配套的返回指令是sysret，會返回到rcx中內存地址的位置執行代碼。所有的函數的最后一條指令都是ret，會pop出棧頂元素，并跳轉到那個內存地址開始執行代碼。
syscall進入內核，把該干的事情干完，就執行sysret返回用戶態。返回到哪里？rcx中內存地址的位置，這個位置就是信號處理函數。執行完信號處理函數，pop出棧底元素，跳過去，這個位置就是CPU執行syscall進入內核后面的哪一行代碼的內存地址，從而實現接著執行。這樣就完成了進入用戶態，順便執行信號處理函數的動作。怎么樣，是不是特別有智慧！
